DE102016209463A1

DE102016209463A1 - Diagnosesystem und methode für feinstaubsensor

Info

Publication number: DE102016209463A1
Application number: DE102016209463.7A
Authority: DE
Inventors: Vincent J. Tylutki; Igor Anilovich
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: DE102016209463B4; CN106224066B; CN106224066A; US9846110B2; US20160356693A1

Abstract

Ein Diagnosemodul für die Diagnose eines Feinstaubsensors in einem Fahrzeug umfasst ein Auswahlmodul für den Sensormodus, einen Heizenergiemesser und ein Schutzrohrdiagnosemodul. Das Auswahlmodul für den Sensormodus wählt einen Regenerationsmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi aus. Der Regenerationsmodus regeneriert den Feinstaubsensor. Der Heizenergiemesser bestimmt eine Spannungsausgabe basierend auf der Spannung, die am Feinstaubsensor anliegt. Die Spannungsausgabe korrespondiert mit dem Betrieb des Feinstaubsensors im ausgewählten Modus. Das Schutzrohrdiagnosemodul führt eine Diagnose des Feinstaubsensors durch. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler im Feinstaubsensor basierend auf der Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird, und auf einem Regenerationsenergieschwellwert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fehlerdiagnosemethode und ein Fehlerdiagnosesystem für einen Feinstaubsensor in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergundbeschreibung hat zum Zweck, den Kontext der Offenbarung im Allgemeinen vorzustellen. Arbeit der vorliegend genannten Erfinder, soweit sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sonst nicht als Stand der Technik zum Zeitpunkt der Einreichung gelten können, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Der Betrieb von Dieselmotoren geht mit einer Verbrennung einher, die Abgase erzeugt. Während der Verbrennung wird ein Luft/Brennstoffgemisch durch ein Einlassventil in die Zylinder geleitet und darin verbannt. Nach der Verbrennung, drückt der Kolben die Abgase in den Zylindern in ein Abgassystem. Die Abgase können Emissionen wie etwa Stickoxide (NOx) und Kohlenstoffmonoxid (CO) enthalten.
Ein System zur Abgasbehandlung wird für gewöhnlich verwendet, um die Fahrzeugemissionen zu verringern. Ein Dieselrußpartikelfilter kann in einem Abgsassystem für Dieselmotoren verwendet werden. Der Dieselrußpartikelfilter entfernt Feinstaub aus den Abgasen. Der Feinstaub wird oft als Ruß bezeichnet. Ein dieselgetriebenes Fahrzeug, das mit einem funktionsfähigen Filter ausgestattet ist, wird keinen sichtbaren Rauch aus dem Auspuff ausstoßen.
Das System zur Abgasbehandlung kann auch einen Feinstaubsensor beinhalten. Der Feinstaubsensor misst den Feinstaub, der sich in den Abgasen befindet. Ein Steuermodul kann basierend auf einem Signal vom Feinstaubsensor die Leistung eines Rußpartikelfilters überwachen und die Menge des in die Atmosphäre freigesetzten Feinstaubs bestimmen.
KURZDARSTELLUNG
In einem Merkmal ist ein Diagnosemodul für die Diagnose eines Feinstaubsensors in einem Fahrzeug offenbart. Das Diagnosemodul umfasst: ein Auswahlmodul für den Sensormodus, einen Heizenergiemesser und ein Schutzrohrdiagnosemodul. Das Auswahlmodul für den Sensormodus wählt einen Regenerationsmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi aus. Der Regenerationsmodus regeneriert den Feinstaubsensor. Der Heizenergiemesser bestimmt eine Spannungsausgabe basierend auf der Spannung, die am Feinstaubsensor anliegt. Die Spannungsausgabe korrespondiert mit dem Betrieb des Feinstaubsensors im ausgewählten Modus. Das Schutzrohrdiagnosemodul führt eine Diagnose des Feinstaubsensors durch. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler im Feinstaubsensor basierend auf der Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird, und auf einem Regenerationsenergieschwellwert.
In weiteren Merkmalen diagnostiziert das Schutzrohrdiagnosemodul den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion auf die Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird und die unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
In weiteren Merkmalen umfasst das Diagnosemodul zudem ein Modul zu Bestimmung der Durchflussrate, das die Durchflussrateneigenschaft der Abgase, die durch das System zur Abgasbehandlung des Fahrzeugs strömen. Das Schutzrohrdiagnosemodul führt die Diagnose durch, wenn die Durchflussrateneigenschaft größer oder gleich dem Mindestdurchflussratenschwellwert ist.
In weiteren Merkmalen umfasst die Vielzahl an Betriebsmodi einen schützenden Heizmodus. Der Heizenergiemesser bestimmt die Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und bestimmt die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt und Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert den Feinstaubsensor als normal in Reaktion entweder darauf, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
In weiteren Merkmalen, umfasst der Heizenergiemesser einen Spannungssensor.
In weiteren Merkmalen speichert das Schutzrohrdiagnosemodul einen Diagnoseproblemcode als Reaktion auf die Diagnose eines Fehlers im Feinstaubsensor.
In weiteren Merkmalen umfasst ein Abgasbehandlungssystem eines Fahrzeugs: das Diagnosemodul, einen Feinstaubsensor, ein Temperaturmodusmodul, und ein Heizenergiemodul. Der Feinstaubsensor misst den Feinstaub in den Abgasen und umfasst ein Heizelement. Das Temperaturmodusmodul steuert einen Temperatur des Feinstaubsensors hin zu einer gewünschten Temperatur. Basierend auf der gewünschten Temperatur, legt das Heizenergiemodul eine Spannung an das Heizelement an.
In weiteren Merkmalen des Abgasbehandlungssystems steuert das Temperaturmodul im Regenerationsmodus die Temperatur des Feinstaubsensors hin zu einer Verbrennungstemperatur.
In weiteren Merkmalen des Abgasbehandlungssystems umfasst die Vielzahl an Betriebsmodi einen schützenden Heizmodus. Das Temperaturmodul steuert die Temperatur des Feinstaubsensors im schützenden Heizmodus hin zu einem Wert der größer oder gleich eines Taupunkts ist und steuert die Temperatur des Feinstaubsensors im Regenerationsmodus hin zu einer Verbrennungstemperatur. Der Heizenergiemesser bestimmt die Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und bestimmt die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt und Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt. Das Schutzrohrdiagnosemodul diagnostiziert den Feinstaubsensor als normal in Reaktion entweder darauf, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
In einem Merkmal ist ein Diagnosemethode für die Diagnose eines Feinstaubsensors in einem Fahrzeug offenbart. Die Diagnosemethode umfasst: Auswahl eines Regenerationsmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi, worin der Regenerationsmodus den Feinstaubsensor regeneriert; Bestimmung einer Spannungsausgabe basierend auf einer Spannung, die am Feinstaubsensor anliegt, wobei die Spannungsausgabe mit dem Betrieb des Feinstaubsensors im ausgewählten Modus korrespondiert; und selektive Diagnose eines Fehlers im Feinstaubsensor basierend auf der Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus gemessen wird und basierend auf dem Regenerationsenergieschwellwert.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem die Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion auf die Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird und die unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem: Bestimmung der Durchflussrateneigenschaft der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem des Fahrzeugs strömen; und selektive Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor wird durchgeführt, wenn die Durchflussrateneigenschaft größer oder gleich eines Mindestdurchflussratenschwellwerts ist.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem: Auswahl eines schützenden Heizmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi; Bestimmung der Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und Bestimmung der Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist; Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwerts liegt und dass die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt; und Diagnose des Feinstaubsensors als normal als Reaktion darauf, dass entweder die schützende Spannungsausgabe größer als der schützende Energieschwellwert ist oder die Regenerationsspannungsausgabe größer als der Regenerationsspannungsschwellwert ist.
In weiteren Merkmalen wird die Spannungsausgabe mittels eines Spannungssensors bestimmt.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem das Speichern eines Diagnoseproblemcode als Reaktion auf die Diagnose eines Fehlers im Feinstaubsensor.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem: die Nutzung eines Heizelements, das sich im Feinstaubsensor befindet und die Temperatur des Feinstaubsensors hin zu einer gewünschten Temperatur steuert; und das Anlegen einer Spannung an das Heizelement basierend auf der gewünschten Temperatur.
In weiteren Merkmalen ist die Temperatur des Feinstaubsensors im Regenerationsmodus zu einer Verbrennungstemperatur hin gesteuert.
In weiteren Merkmalen umfasst die Diagnosemethode zudem: Auswahl eines schützenden Heizmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi; Bestimmung der Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und Bestimmung der Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist; Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwerts liegt und dass die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt; und Diagnose des Feinstaubsensors als normal als Reaktion darauf, dass entweder die schützende Spannungsausgabe größer als der schützende Energieschwellwert ist oder die Regenerationsspannungsausgabe größer als der Regenerationsspannungsschwellwert ist. Die Temperatur des Feinstaubsensors ist im Regenerationsmodus hin zu einer Verbrennungstemperatur gesteuert und die Temperatur des Feinstaubsensors ist im schützenden Heizmodus zu einem Wert hin gesteuert, der größer oder gleich eines Taupunkts ist.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen hervor. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele sind nur zum Zweck der Veranschaulichung gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger anhand der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden, worin:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Beispiel eines Feinstaubsensors eines Abgasbehandlungssystems eines Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuermoduls eines Feinstaubsensors gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
5 eine beispielhafte Methode für die Diagnose eines Fehlers des Feinstaubsensors gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 eine beispielhafte Methode für die Durchführung einer schätzenden Heizbetriebsmethode gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
7 eine beispielhafte Methode für die Durchführung eines Regenerationsheizbetriebs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt.
In den Zeichnungen können Referenznummern wieder verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu bezeichnen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Ein Abgasbehandlungssystem kann einen Feinstaubsensor für die Messung des Feinstaubs in den Abgasen, die durch das Abgasbehandlungssystem strömen. Im Falle, dass der Feinstaubsensor verstopft ist oder sich alternativ außerhalb des Abgasbehandlungssystems befindet, kann der Feinstaubsensor keine Abgase erhalten. Dementsprechend kann ein Steuermodul nicht in der Lage sein, die Leistung eines Rußpartikelfilters zu überwachen und/oder die Menge des in die Atmosphäre freigesetzten Feinstaubs zu bestimmen.
Diagnostische Systeme und Methoden bestimmen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung, ob Abgase durch einen Feinstaubsensor strömen. Die Temperatur des Feinstaubsensors wird in Abhängigkeit von zwei Betriebsmodi gesteuert: ein schützender Heizmodus und ein Regenerationsmodus. Beispielsweise kann ein Energiemodul ein Steuersignal an den Feinstaubsensor senden, um die Temperatur des Feinstaubsensors zu steuern. Abhängig von der elektrischen Energie, die benötigt wird, um die Temperatur des Feinstaubsensors für die Betriebsmodi zu halten, kann der Feinstaubsensor als fehlerhaft oder funktionsfähig diagnostiziert werden.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein exemplarisches Dieselmotorsystem 100 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Dieselmotorsystem 100 hat lediglich beispielhaften Charakter. Die Feinstaubsensordiagnosetechnik, die hierin beschrieben wird, kann in verschiedenen Motorsystemen eingesetzt werden, die einen Rußpartikelfilter beinhalten. Die Motorsysteme können Motorsysteme mit Benzindirekteinspritzung und Motorsysteme mit homogener Kompressionszündung beinhalten. Zur Erleichterung der Erläuterung, wird die Offenbarung im Kontext von Dieselmotorsystemen erläutert.
Das Motorsystem 100 umfasst einen Dieselmotor 104 und ein Abgasbehandlungssystem 108. Ein Motorsteuerungsmodul (ECM) 112 reguliert den Betrieb des Motorsystems 104 und des Abgasbehandlungssystems 108. Der Motor 104 kann einen Zylinder 116, einen Ansaugstutzen 120, und einen Luftmassendurchflusssensor 124. Luft strömt in den Motor 12 durch den Ansaugstutzen 120 und wird vom Luftmassendurchflusssensor 124 überwacht. Die Luft wird in den Zylinder 116 gleitet und wird mit Brennstoff verbrannt, um Kolben (nicht gezeigt) zu bewegen. Obwohl nur ein einzelner Zylinder 116 gezeigt ist, wird einzusehen sein, dass Dieselmotor 104 weitere Zylinder 116 beinhalten kann. Beispielsweise sind Dieselmotoren mit 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylindern angedacht.
Durch die Verbrennung in Zylinder 116 entstehende Abgase können durch den Abgaskrümmer 132 nach außen gedrückt werden. Ein Sensor 134 für den Abgaskrümmerdruck (EMP) befindet sich am Abgaskrümmer 132 und erzeugt ein Signal, das den Abgaskrümmerdruck angibt.
Ein Abgasumleitventil 136 befindet sich in einer Leitung, die Abgase vom Abgaskrümmer 132 zum Ansaugstutzen 120 leitet. Das Motorsteuermodul 112 kann das Abgasumleitventil 136 steuern. Durch das Steuern des Öffnens und Schließens des Ventils 136 ist die Menge der Abgase bekannt, die vom Abgaskrümmer 136 in den Ansaugstutzen 120 umgeleitet werden. Das Steuern der Abgasumleitung ändert die Sauerstoffmenge in den Abgasen.
Das Abgasbehandlungssystem 108 behandelt die Abgase bevor sie in die Atomsphäre freigesetzt werden. Das Abgasbehandlungssystem 108 kann einen Dieseloxidationskatalysator 140, einen Dieselrußpartikelfilter 144, und einen Feinstaubsensor 148 beinhalten. Der Dieseloxidationskatalysator 140 oxidiert Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe im Abgas mit einer Nachverbrennungs-Luft/Brennstoff-Rate.
Der Dieselrußpartikelfilter 144 befindet sich in der Strömungsrichtung nach dem Dieseloxidationskatalysator 140 entlang eines Strömungspfades der Abgase im Abgasbehandlungssystem 108. Der Filter 144 entfernt Feinstaub aus den Abgasen. Der Filter 144 kann eine Heizung 152 beinhalten, die sich in ihm befindet. Die Heizung 152 kann verschiedene Positionen und Ausführungen haben, was auch radial über dem Filter 144 umfasst. Die Heizung 152 beheizt die Abgase und/oder den Filter, um eine Regeneration des Filter 144 einzuleiten. Das Motorsteuerungsmodul 112 streut den Betrieb der Heizung 152 wie unten beschrieben. Anstatt eines Dieselrußpartikelfilters 144 kann das Abgasbehandlungssystem 108 einen Dieselrußpartikelfilter beinhalten, der keine Heizung umfasst und der durch eine Erhöhung der Abgastemperatur regeneriert wird. Beispielsweise kann die Abgastemperatur durch den Dieseloxidationskatalysator 140, den Motor 104 und/oder andere passende Mechanismen erhöht werden.
Der Feinstaubsensor 148 kann sich in der Strömungsrichtung nach dem Filter 144 entlang des Strömungspfades der Abgase im Abgasbehandlungssystem 108. befinden Der Feinstaubsensor 148 erkennt Feinstaub in den Abgasen, die vom Filter 144 kommen. Das Motorsteuerungsmodul 112 kann verschiedene Diagnosen durchführen, darunter die hier beschriebene Schutzrohrdiagnose, um die einen Fehler des Feinstaubsensors 148 zu diagnostizieren. Während des Abgasbehandlungssystem 108 nur mit einem Feinstaubsensor 148 beschrieben wird, kann das Abgasbehandlungssystem 108 mehr als nur einen Feinstaubsensor 148 beinhalten. Beispielsweise kann sich ein Feinstaubsensor 148 in der Strömungsrichtung vor dem Filter 144 und ein anderer Feinstaubsensor 148 kann in der Strömungsrichtung nach dem Filter 144 befinden, um den Feinstaub in den Abgasen vor und hinter dem Filter 144 zu messen.
Das Abgasbehandlungssystem 108 kann auch Abgasdrucksensoren 156 und Abgastemperatursensoren 160 beinhalten. Die Abgasdrucksensoren 156 erzeugen Signale, die den Druck der Abgase an verschiedene Stellen entlang des Abagsbehandlungssystems 108 angeben. Die Abgastemperatursensoren 160 erzeugen Signale, welche die Temperatur der Abgase an verschiedene Stellen entlang des Abagsbehandlungssystems 108 angeben. Das Steuermodul 112 kann ein Abgastemperaturmodul erzeugen, um Temperaturen der Abgase im Abgasbehandlungssystem 108 zu schätzen.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Beispiel eines Feinstaubsensors 148 gezeigt. Der Feinstaubsensor 148 kann ein Schutzrohr 200, ein Messelement 204, ein Heizelement 208, und einen Temperatursensor 212 beinhalten. Das Schutzrohr 200 kann einen Einlass 220 und einen Auslass 224 definieren. Ein Teil der Abgase von Filter 144 strömt durch den Feinstaubsensor 148 über das den Einlass 220 und den Auslass 224.
Das Messelement 204 und das Heizelement 208 erstrecken sich innerhalb des Schutzrohrs 200. Das Messelement 204 kann Feinstaub anhand einer Änderung des elektrischen Widerstands oder der Impedanz erkennen. Beispielsweise kann das Messelement 204 ein Paar Elektroden beinhalten, die sich auf einem Substrat mit einem Spalt zwischen beiden Elektroden befinden. Wenn Abgase durch den Feinstaubsensor 148 strömen kann sich Feinstaub auf den Elektroden des Messelements 204 absetzen. Der Widerstand zwischen den Elektroden kann beginnen, sich zu verringern, wenn sich Feinstaub auf den Elektroden sammelt. Der Feinstaub kann einen leitenden Pfad zwischen den Elektroden bilden, über welchen ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden zu fließen beginnen kann. Das Messelement 204 kann ein Signal an das Motorsteuerungsmodul 112 ausgeben, das den elektrischen Strom meldet. Abhängig vom Signal des Feinstaubsensors 148 kann das Motorsteuerungsmodul 112 die Menge des Feinstaubs in den Abgasen bestimmen.
Das Heizelement 208 heizt das Messelement 204 und kann in das Messelement 204 integriert sein. Beispielsweise umfasst das Heizelement 208 ein Keramiksubstrat. Die Elektroden des Messelements 204 befinden sich auf der Oberfläche des Keramiksubstrats. Das Heizelement 208 kann vom Motorsteuerungsmodul 112 gesteuert werden, um den Feinstaubsensor 148 auf eine gewünschte Temperatur aufzuheizen. Der Temperatursensor 212 kann die Temperatur im Feinstaubsensor 148 messen und ein Signal ausgeben, das die Temperatur an das Motorsteuerungsmodul 112 meldet.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Funktionsblockdiagramm des Motorsteuerungsmoduls 112 gezeigt. Das Motorsteuerungsmodul 112 kann ein Feuchtigkeitsmessmodul 304, eine Massenflussratenrechner 308, ein Filtersteuerungsmodul 312, und ein Feinstaubsensorsteuerungsmodul 314 beinhalten. Das Motorsteuerungsmodul 112 steuert den Betrieb des Motors 104 und der Komponenten des Abgasbehandlungssystems 108, wie etwa den Filter 144 und den Feinstaubsensor 148. Das Motorsteuerungsmodul 112 erhält Daten von den Drucksensoren 156, den Temperatursensoren 160, dem Feinstaubsensor 148, und den anderen Sensoren, die sich im Motorsystem befinden. Zudem kann das Motorsteuerungsmodul 112 mit den anderen Modulen und Sensoren im Fahrzeug über ein Fahrzeugnetzwerk 316 kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk 316 kann ein Controller Area Network (CAN), ein Local Interconnect Network (LIN) oder andere passende drahtlose und drahtgebundene Kommunikationsnetzwerke beinhalten.
Das Feuchtigkeitsmessmodul 304 bestimmt, ob die Abgase Wasserdampf enthalten. Genauer kann das Feuchtigkeitsmessmodul 304 einen Taupunkt von Wasser schätzen und eine Abgastemperatur errechnen. Wenn die Abgastemperatur unter dem geschätzten Taupunkt liegt, kann das Feuchtigkeitsmessmodul 304 bestimmen, dass die Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem 108 strömen, Wasserdampf enthalten. Die Abgastemperatur ist bei Motorstart im Allgemeinen unter dem Taupunkt. Um zu Verhindern, dass sich Wasser auf den Komponenten bildet, kann die Temperatur der Komponenten, wie etwa dem Filter 144 und dem Feinstaubsensor 148, wie unten beschrieben erhöht werden.
Der Massenflussratenrechner 308 schätzt die Massenflussrate der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem 108 strömen. Beispielsweise kann der Massenflussratenrechner 308 die Massenflussrate basierend auf der Rate der Ansaugluft vom Luftmassendurchflusssensor 124 und einer Masse des durch einen Brennstoffeinspritzer in den Motor 104 eingespritzten Brennstoffs bestimmen.
Das Filtersteuerungsmodul 312 steuert den Betrieb des Filters 144 und genauer die Heizung 152. Beispielsweise kann das Filtersteuerungsmodul 312 den Filter 144 durch das Abbrennen von im Filter 144 angesammelten Feinstaub säubern, wenn Filter 144 voller Feinstaub ist. Genauer heizt das Filtersteuerungsmodul 312 den Filter 144 mittels der Heizung 152 auf eine Verbrennungstemperatur des Feinstaubs (d. h., 780°C) auf. Das Filtersteuerungsmodul 312 kann auch verhindern, dass sich Wasser nach dem Motorstart bildet oder den Filter 144 berührt, indem der Filter 144 auf eine Temperatur über dem geschätzten Wassertaupunkt (d. h., 200°C) aufheizt. Das Filtersteuerungsmodul 312 kann die Temperatur hin zu einer höheren Temperatur steuern, bis die Abgastemperatur über dem geschätzten Taupunkt liegt.
Das Steuermodul 314 für den Feinstaubsensor steuert den Betrieb des Feinstaubsensors 148, basierend auf den Daten von Sensoren und /oder Informationen von anderen Modulen des Motorsteuerungsmoduls 112. Beispielsweise kann des Steuermodul 314 des Feinstaubsensors den Feinstaubsensor 148 in einen bestimmten Temperaturbereich aufheizen um den Feinstaubsensor 148 zu säubern oder um zu verhindern, dass Wasser das Messelement 204 berührt.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Funktionsblockdiagramm des Steuerungsmoduls 314 des Feinstaubfilters gezeigt. Das Steuerungsmoduls 314 des Feinstaubfilters kann eine Temperaturmodusmodul 404, einen Temperaturmesser 408, ein Heizenergiemodul 412, ein Feinstaubfilterbetriebsmodul 416 (im folgenden „Betriebsmodul 416”), und ein Diagnosemodul 420 beinhalten.
Das Temperaturmodusmodul 404 steuert die Temperatur des Feinstaubsensors 148. Genauer steuert das Temperaturmodusmodul 404 die Temperatur des Feinstaubsensors 148, indem es die Temperatur des Heizelements 208 erhöht oder verringert. Beispielsweise kann das Temperaturmodusmodul 404 das Heizelement 208 in einem oder mehreren Betriebsmodi betreiben, darunter ein schützender Heizmodus und ein Regenerationsmodus.
Im schützenden Heizmodus wird das Heizelement 208 so gesteuert, dass es den Feinstaubsensor 148 heizt und auf oder über dem Schutztemperaturpunkt hält, der über dem Taupunkt (d. H., 200°C) liegt. Das Temperaturmodusmodul 404 kann den schützenden Heizmodus mindestens so lang aktiv lassen, bis die Abgastemperatur über dem geschätzten Taupunkt liegt.
Im Regenerationsmodus wird das Heizelement 208 so gesteuert, dass es den Feinstaubsensor 148 heizt und auf oder über dem Regenerationstemperaturpunkt hält, der auf der Verbrennungstemperatur (d. H., 780°C) des Feinstaubs basiert. Das Temperaturmodusmodul 404 kann den Regenerationsmodus so lange aktiv lassen, bis der Feinstaub abgebrannt ist, was durch die Signalausgabe des Feinstaubsensors 148 bestimmt werden kann.
Der Temperaturmesser 408 bestimmt eine Temperatur des Feinstaubsensors 148 (d. h. die Feinstaubsensortemperatur). Der Temperaturmesser 408 kann die Feinstaubsensortemperatur vom Temperatursensor 212 erhalten, der sich am Feinstaubsensor 148 befindet. Die Feinstaubtemperatur kann durch den Strom der Abgase durch den Feinstaubsensor 148 schwanken. Genauer kann der Feinstaubsensortemperatur sinken, wenn Abgase durch den Feinstaubsensor 148 strömen. Dementsprechend kann das Temperaturmodusmodul 404 die Temperatur des Heizelement 208 basierend auf der Feinstaubsensortemperatur, die vom Temperaturmesser 408 bestimmt wird, erhöhen.
Das Heizenergiemodul 412 betreibt das Heizelement 208 des Feinstaubsensors 148 basierend auf einem Signal vom Temperaturmodusmodul 404. Beispielsweise kann das Temperaturmodusmodul 404 bestimmen, wie viel elektrische Energie benötigt wird, um das Heizelement 208 auf die gewünschte Temperatur aufzuheizen. Das Temperaturmodusmodul 404 kann die benötigte Energie anhand der Feinstaubsensortemperatur, dem Betriebsmodus, der Abgastemperatur, der Heizeigenschaften des Heizelements 208, und/oder anderer passender Variablen bestimmen, die die Heizleistung des Feinstaubsensors 148 beeinflussen.
Das Betriebsmodul 416 steuert die Temperatur des Feinstaubsensors 148. Genauer kann das Betriebsmodul 416 die Temperatur des Feinstaubsensors 148 steuern, um die Ansammlung von Wassertropfen auf dem Feinstaubsensor 148 zu verhindern, oder um das Messelement 204 zu reinigen, um den angesammelten Feinstaub vom Messelement 204 zu entfernen. Um zu verhindern, dass sich Wasser auf dem Feinstaubsensor 148 ansammelt, kann das Betriebsmodul 416 das Temperaturmodusmodul 404 anfragen, den Feinstaubsensor 148 im geschützten Heizmodus zu betreiben, wenn die Temperatur der Abgase unter den geschätzten Taupunkt fällt. Um das Messelement 204 zu säubern, kann das Betriebsmodul 416 das Temperaturmodusmodul 404 anfragen, den Feinstaubsensor 148 im Regenerationsmodus zu betreiben, wenn das Messelement 204 voller Feinstaub ist.
Das Diagnosemodul 420 kann eine Schutzrohdiagnose durchführen, um zu bestimmen, ob Abgase durch das Schutzrohr 200 des Feinstaubsensors 148 strömen. Die Schutzrohrdiagnose kann mit zwei Fehlerbedingungen in Verbindung stehen, welche beide zu einem Versagen der Schutzrohrdiagnose führen können. Die erste Fehlerbedingung kann eine Verstopfung im Schutzrohr 200 sein. Genauer könnten Abgase nicht mehr durch den Feinstaubsensor 148 strömen, wenn der Einlass 220 und/oder der Auslass 224 blockiert sind. Eine zweite Fehlerbedingung kann das Fehlen des Feinstaubsensors 148 im Abgasbehandlungssystems 108 sein. Genauer kann der Feinstaubsensor 148 absichtlich so aus dem Abgasbehandlungssystem 108 bewegt werden, sodass die Abgase den Feinstaubsensor 148 nicht erreichen.
Das Diagnosemodul 420 kann ein Schutzrohrdiagnosemodul 440, einen Moduswahlmodul 444, ein Abgasflussbestimmungsmodul 448, ein Heizenergiemesser 452, und einen Speicher 456 beinhalten. Das Schutzrohrdiagnosemodul 440 bestimmt, ob Abgas durch das Schutzrohr 200 strömt, indem es die Temperatur des Feinstaubsensors 148 in einem bestimmten Betriebsmodus steuert und die menge der elektrischen Energie analysiert, die benötigt wird, um den Feinstaubsensor 148 auf einer bestimmten Temperatur zu halten.
Das Moduswahlmodul 444 kann das Temperaturmodusmodul 404 anweisen, den Feinstaubsensor 148 in einem gewünschten Betriebsmodus zu steuern, wie etwa dem schützenden Heizmodus oder dem Regenerationsmodus. Das Moduswahlmodul 444 kann das Temperaturmodusmodul 404 auch anweisen, den durchgeführten Betriebsmodus zu deaktivieren.
Das Abgasflussbestimmungsmodul 448 bestimmt die Flusseigenschaften der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem 108 strömen. Das Abgasflussbestimmungsmodul 448 kann die Flusseigenschaften basierend auf der Massenflussrate bestimmen, die vom Massenflussratenrechner 308 bereitgestellt wird. Die Flusseigenschaft kann eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, und/oder die berechnete Massenflussrate der Abgase beinhalten.
Der Heizenergiemesser 452 kann eine Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 bestimmen. Der Heizenergiemesser 452 kann einen Spannungssensor beinhalten, der die Spannung misst, die am Heizelement 208 anliegt. Dementsprechend, kann die Spannungsausgabe das tatsächliche Spannungsniveau, ein integriertes Spannungsniveau, das auf dem gemessenen Spannungsniveau und eine vorbestimmte Verschiebung basiert, und/oder andere passende, messbare elektrische Eigenschaften sein. Die Spannungsausgabe eines Heizenergiemoduls 412 kann auch als eine elektrische Ausgabe bezeichnet werden.
Das Schutzrohrdiagnosemodul 440 kann eine Diagnose durchführen, um zu bestimmen, ob Abgase beim Motorstart durch das Schutzrohr 200 strömen. Wenn das Schutzrohrdiagnosemodul 440 bestimmt, dass keine Abgase durch das Schutzrohr 200 des Feinstaubsensors 148 strömen, kann das Schutzrohrdiagnosemodul 440 den Feinstaubsensor 148 mit einem Schutzrohrfehler diagnostizieren und einen Diagnosefehlercode erzeugen, der den Fehler identifiziert. Der Diagnosefehlercode kann im Speicher 456 gespeichert werden.
Die Diagnose, die vom Schutzrohrdiagnosemodul 440 durchgeführt wird, kann eine schützende Heizdiagnose und eine Regenerationsdiagnose beinhalten. In der schützenden Heizdiagnose, wird der Feinstaubsensor 148 im schützenden Heizmodus betrieben, welcher vom Moduswahlmodul 444 initiiert werden kann. Wenn die Flusseigenschaften der Abgase mindestens bei einem Mindestflussratenschwellwert liegen, bestimmt das Schutzrohrdiagnosemodul 440 ob die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 größer als der vorbestimmte schützende Energieschwellwert ist. Der schützende Energieschwellwert kann eine Mindestspannungsausgabe darstellen, die benötigt wird, um die Temperatur des Feinstaubsensors am schützenden Temperaturpunkt zu steuern.
Wenn die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 größer ist als der schützende Energieschwellwert, bestimmt das Diagnosemodul 440, dass Abgase durch das Schutzrohr 200 strömen und der Feinstaubfilter 148 normal ist. Genauer kann die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 konstant bleiben oder leicht sinken, wenn keine Abgase in den Feinstaubsensor eindringen, sobald die Temperatur des Feinstaubsensors am schützenden Temperaturpunkt angelangt ist. Wenn sich der Feinstaubsensor 148 an der richtigen Stelle befindet und das Schutzrohr 220 nicht blockiert ist, fällt die Temperatur des Feinstaubsensors durch das Strömen der Abgase durch das Schutzrohr 200. Daher kann sich die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 erhöhen, um den durch die Abgase erzeugten Temperaturabfall auszugleichen. Im umgekehrten Fall kann sich Temperatur des Feinstaubsensors nicht verringern, wenn sich der Feinstaubsensor 148 nicht an der richtigen Stelle befindet und das Schutzrohr 200 blockiert ist, da keine Abgase durch das Schutzrohr 220 strömen. Daher kann die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 gleich bleiben oder sinken.
Wenn die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 geringer ist, als der schützende Energieschwellwert, führt das Schutzrohrdiagnosemodul 440 die Regenerationsdiagnose durch. Während der Regenerationsdiagnose, wird der Feinstaubsensor 148 im Regenerationsmodus betrieben. Der Regenerationsmodus kann vom Moduswahlmodul 444 initiiert werden.
Wenn die Flusseigenschaften der Abgase beim Mindestflussratenschwellwert liegen, bestimmt das Schutzrohrdiagnosemodul 440 ob die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 größer als der vorbestimmte Regenerationsenergieschwellwert ist. Der Regenerationsenergieschwellwert kann eine Mindestspannungsausgabe darstellen, die benötigt wird, um die Temperatur des Feinstaubsensors am Regnerationstemperaturpunkt zu steuern. Der Regenerationsenergieschwellwert ist größer als der schützende Energieschwellwert.
Entsprechend der Regenerationsdiagnose, wenn die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 größer ist als der Regenerationsenergieschwellwert, bestimmt das Schutzrohrdiagnosemodul 440, dass Abgase durch das Schutzrohr 200 strömen und der Feinstaubfilter 148 ein normales Schutzrohr 200 hat. Wenn die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 geringer ist, als der Regenerationsenergieschwellwert, bestimmt das Schutzrohrdiagnosemodul 440, dass Abgase durch das Schutzrohr 200 strömen und richtet den Feinstaubfilter 148 am Schutzrohrfehler aus.
Während der Regenerationsdiagnose wird der Feinstaubsensor 148 an einer höheren Temperaturpunkt betrieben als bei der schützenden Diagnose. Wenn Abgase durch das Schutzrohr 200 strömen, ist die Spannungsausgabe für das Halten der Temperatur des Feinstaubsensors auch während der Regenerationsdiagnose höher als die schützende Diagnose. Genauer kann der Unterschied zwischen Spannungsausgabe eines normalen Sensors und eines fehlerhaften Sensors während der Regenerationsdiagnose größer sein als während der schützenden Diagnose. Beispielsweise kann ein verstopfter Feinstaubsensor während der schützenden Diagnose eine Spannungsausgabe benötigen, die nahe des schützenden Ausgabeschwellwerts ist. Durch das Durchführen einer Regenerationsdiagnose ist der Unterschied zwischen der Spannungsausgabe eines verstopften Feinstaubsensors und eines normales Feinstaubsensors viel größer, sodass das Schutzrohrdiagnosemodul 440 klar zwischen einem normalen Sensor und einem fehlerhaften Sensor unterscheiden kann.
In einer Beispielausführung führt das Schutzrohrdiagnosemodul 440 die schützende Diagnose und die Regenerationsdiagnose durch. Alternativ kann das Schutzrohrdiagnosemodul 440 nur die Regenerationsdiagnose durchführen. Genauer kann das Schutzrohrdiagnosemodul 440, nach dem Motorstart und nachdem die Abgastemperatur über einem geschätzten Taupunkt liegt, eine Regenerationsdiagnose durchführen, um zu bestimmen, ob Abgase durch den Feinstaubsensor 148 strömen.
Unter Bezugnahme auf 5 wir ein Flussdiagramm einer beispielhaften Diagnosemethode 500 gezeigt. Das Diagnosemodul 420 kann die Methode 500 durchführen und kann die Methode 500 initiieren, wenn der Motor gestartet wird. Bei 502 führt das Diagnosemodul 420 ein schützendes Heizvorgang durch, dessen Beispiel in 6 gezeigt wird. Bei 506 bestimmt das Modul 420, ob die schützende Spannungsausgabe niedriger als der schützende Energieschwellwert ist. Genauer bestimmt das Modul 420, ob die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412 während des schützenden Heizmodus kleiner oder gleich dem vorbestimmten schützenden Energieschwellwert ist. Wenn die schützenden Spannungsausgabe kleiner oder gleich dem schützenden Energieschwellwert ist, führt das Modul 420 einen Sensorregenerationsvorgang bei 510 durch, wovon ein Beispiel in 7 gezeigt wird. Wenn die schützende Spannungsausgabe größer als der schützende Energieschwellwert ist, bestimmt das Modul 420 bei 514, dass Abgase durch das Schutzrohr 200 des Feinstaubsensors 148 strömen. Das Modul 420 diagnostiziert einen normalen Betrieb des Schutzrohrs 200 und speichert bei 518 Informationen, die den normalen Betrieb des Schutzrohrs 200 anzeigen in Speicher 456.
Nach der Durchführung des Sensorregenerationsvorgangs bei 510, bestimmt das Modul 420 bei 522, ob eine Regenerationsspannungsausgabe kleiner oder gleich dem Regenerationsenergieschwellwert ist. Wenn die Regenerationsspannungsausgabe größer als der Regenerationsenergieschwellwert ist, fährt das Modul 420 mit 514 und 518 fort, um einen normalen Betrieb des Schutzrohrs 200 zu diagnostizieren und speichert die Diagnose in Speicher 456.
Wenn die Heizenergieausgabe kleiner als oder gleich dem Regenerationsenergieschwellwert ist, bestimmt das Modul 420 bei 526, dass keine Abgase durch das Schutzrohr strömen Das Modul 420 diagnostiziert, dass der Feinstaubsensor als fehlerhaft und speichert in 528 den Diagnosefehlercode, der anzeigt, dass die Feinstaubsensorröhre fehlerhaft ist.
Unter Bezugnahme auf 6 wir ein Flussdiagramm einer beispielhaften schützenden Heizbetriebsmethode 600 gezeigt. Das Diagnosemodul 420 kann die Methode 600 durchführen und kann die Methode 600 bei 502 von Methode 500 beginnen. Bei 602 initiiert das Modul 420 den schützenden Heizmodus. Beispielsweise kann das Modul 420 das Temperaturmodusmodul 404 anfragen, den Feinstaubsensor 148 im schützenden Heizmodus zu betreiben.
Bei 606 bestimmt das Modul 420 die Flusseigenschaften der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem 108 strömen und bestimmt bei 610, ob die bestimmte Flusseigenschaft größer oder gleich dem Flussratenschwellenwert ist. Wenn die bestimmte Flusseigenschaft kleiner als der Flussratenschwellenwert ist, kehrt das Modul 420 zu 606 zurück, bis die Flusseigenschaften den Flussratenschwellenwert erreichen. Wenn die bestimmte Flusseigenschaft größer oder gleich dem Flussratenschwellenwert ist, bestimmt das Modul 420 die Temperatur des Feinstaubsensors 614 und bestimmt bei 618, ob die Temperatur des Feinstaubsensors größer als oder gleich dem schützenden Temperaturpunkts ist.
Wenn der Feinstaubsensor kleiner als der schützende Temperaturpunkt ist, kehrt das Modul 420 zu 614 zurück, bis die Temperatur mindestens dem schützende Temperaturpunkt entspricht. Wenn die Temperatur des Feinstaubsensors größer als oder gleich dem schützenden Temperaturpunkts ist, bestimmt das Modul 420 bei 622 die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412, um die Temperatur des Feinstaubsensors auf dem schützenden Temperaturpunkt zu halten. Die Spannungsausgabe wird als Energiespannungsausgabe zur Verfügung gestellt, um 506 von Methode 500 zu bestimmen. Bei 626 deaktiviert das Modul 420 den schützenden Heizmodus des Feinstaubsensors 148 und kehrt zur Methode 500 zurück. Genauer kann das Modul 420 das Temperaturmodusmodul 404 anweisen, den schützenden Heizmodus zu deaktivieren. Als Reaktion auf die Deaktivierung kann das Temperaturmodusmodul den schützenden Heizmodus deaktivieren, sobald die Abgastemperatur größer als der geschätzte Taupunkt ist
Unter Bezugnahme auf 7 wir ein Flussdiagramm einer beispielhaften Regenerationsheizbetriebsmethode 700 gezeigt. Das Diagnosemodul 420 kann die Methode 700 durchführen und kann die Methode 700 bei 510 von Methode 500 beginnen. Bei 702 initiiert das Modul 420 den Regenerationsmodus des Feinstaubsensors. Beispielsweise kann das Modul 420 das Temperaturmodusmodul 404 anfragen, den Feinstaubsensor 148 im Regenerationsmodus zu betreiben.
Bei 706 bestimmt das Modul 420 die Flusseigenschaften der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem 108 strömen und bestimmt bei 710, ob die bestimmte Flusseigenschaft größer oder gleich dem Flussratenschwellenwert ist. Wenn die bestimmte Flusseigenschaft kleiner als er Flussratenschwellenwert ist, kehrt das Modul 420 zu 706 zurück, bis die Flusseigenschaften den Flussratenschwellenwert erreichen. Wenn die bestimmte Flusseigenschaft größer oder gleich dem Flussratenschwellenwert ist, bestimmt das Modul 420 die Temperatur des Feinstaubsensors 714 und bestimmt bei 718, ob die Temperatur des Feinstaubsensors größer als oder gleich dem Regenerationstemperaturpunkts ist.
Wenn der Feinstaubsensor kleiner als der Regenerationstemperaturpunkt ist, kehrt das Modul 420 zu 714 zurück, bis die Temperatur mindestens dem Regenerationstemperaturpunkt entspricht. Wenn die Temperatur des Feinstaubsensors größer als oder gleich dem Regenerationstemperaturpunkt ist, bestimmt das Modul 420 bei 722 die Spannungsausgabe des Heizenergiemoduls 412, um die Temperatur des Feinstaubsensors auf dem Regenerationstemperaturpunkt zu halten. Die Spannungsausgabe wird als Regenerationsspannungsausgabe zur Verfügung gestellt, um 522 von Methode 500 zu bestimmen. Bei 726 deaktiviert das Modul 420 den Regnerationsmodus des Feinstaubsensors 148 und kehrt zur Methode 500 zurück. Genauer kann das Modul 420 das Temperaturmodusmodul 404 anweisen, den Regenerationsmodus zu deaktivieren. Das Temperaturmodusmodul 404 kann den Regenerationsmodus deaktivieren, sobald der Feinstaubsensor 148 sauber ist.
Die vorangehende Beschreibung ist lediglich illustrativer Natur und es ist in keinster Weise beabsichtigt, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Die breitgefächerten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Daher sollte, während diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, der wahre Umfang der Offenbarung nicht so beschränkt werden, da bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offensichtlich werden. Wie hier verwendet, sollte die Aussage mindestens eines von A, B und C als logisches (A OR B OR C) aufgefasst werden, durch Verwendung eines nicht-ausschließenden, logischen Oders und sollte nicht als „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C” aufgefasst werden. Es sollte klar sein, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) durchgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
In dieser Anmeldung, einschließlich der Definitionen unten, kann der Begriff „Modul” oder der Begriff „Steuerung” durch den Begriff „Schaltung” ersetzt werden. Der Begriff „Modul” kann sich beziehen auf, ein Teil von sein, oder beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann einen oder mehrerer Schnittstellenschaltkreise beinhalten. In manchen Beispielen, können die Schnittstellenschaltkreise kabelgebundene oder kabellose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokales Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Wide Area Network (WAN) oder einer Kombination daraus verbunden sind. Die Funktion von jedem Modul der vorliegenden Offenbarung kann über viele Module verteilt sein, die miteinander über Schnittstellenschaltkreise verbunden sind. Beispielsweise können viele Module einen Lastenausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server-Modul (auch bekannt als Remote oder Cloud) einen Teil der Funktionalität für eine Client-Modul umsetzen.
Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten, und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzte Prozessorschaltung umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die den Code ganz oder partiell aus mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren, einen Teil des Codes oder den gesamten Code aus einem oder mehreren Modulen ausführt. Bezüge auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen Prozessorschaltung auf diskreten Dies, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzelnen Die, mehrere Kerne einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder einer Kombination des Obenstehenden. Der Begriff gemeinsam genutzte Speicherschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die den Code ganz oder partiell aus mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicher umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern, den Code ganz oder partiell aus einem oder mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Speicherschaltung kann eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium sein. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hier verwendet wird, umfasst nicht transitorische elektrische und elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium (wie etwa eine Trägerwelle) ausbreiten; der Begriff computerlesbares Medium kann somit als konkret und nicht-transitorisch betrachtet werden Nichteinschränkende Beispiele eines nicht-transistorischen, konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltkreise (wie etwa ein Flash-Speicherschaltkreis, ein löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicherschaltkreis, oder ein maskenprogrammierter Nur-Lese-Speicherschaltkreis), flüchtige Speicherschaltkreise (wie etwa ein statischer Direktzugriffsspeicherschaltkreis oder ein dynamischer Direktzugriffsspeicherschaltkreis), magnetische Speichermeiden (wie etwa ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk), und optische Speichermedien (wie etwa eine CD, eine DVD, oder eine Blu-ray Disc).
Die Apparate und Methoden, die in diesem Antrag beschrieben werden, können teilweise oder gänzlich von einem Spezialcomputer implementiert sein, der durch die Konfiguration eines Allzweckcomputers erschaffen wurde, um eine oder mehrere bestimmte Funktionen auszuführen, die in Computerprogramme abgebildet sind. Die Funktionsblöcke, Flussdiagrammkomponenten und andere Elemente, die obenstehend beschrieben sind, dienen als Softwarespezifikationen, welche durch die routinierte Arbeit eines fähigen Technikers oder Programmierers in Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht-transitorischen, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten beinhalten oder auf diesen basieren. Die Computerprogramme können ein Basic Input/Output System (BIOS), das mit der Hardware der Spezialcomputer interagiert, Gerätetreiber, die mit bestimmten Geräten des Spezialcomputers interagieren, eines oder mehrere Betriebssysteme, Nutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. enthalten.
Die Computerprogramme können beinhalten: (i) Beschreibungstext, der geparsed wird, wie etwa HTML (hypertext markup language) oder XML (extensible markup language), (ii) assemblercode, (iii) Objektcode, der aus Quellcode von einem Compiler erstellt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-time-Compiler, etc. Ausschließlich als Beispiel kann Quellcode mit einem Syntax von Sprachen wie etwa C, C++, C#, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java^®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript^®, HTML5, Ada, ASP (active server pages), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash^®, Visual Basic^®, Lua, und Python^® geschrieben werden.
Keines der in den Ansprüchen aufgeführten Elemente ist als “means-plus-function claim” gemäß 35 U. S. C. § 112(f) angedacht, es sei denn ein Element wird ausdrücklich mit der Phrase „Mittel für” oder im Falle von Ansprüchen auf Methoden mit den Phrasen „Verfahren für” oder „Schritt für” aufgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

35 U. S. C. § 112(f) [0089]

Claims

Diagnosemodul für die Diagnose eines Feinstaubsensors in einem Fahrzeug, wobei das Diagnose Modul umfasst: ein Auswahlmodul für den Sensormodus, das einen Regenerationsmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi auswählt, worin der Regenerationsmodus den Feinstaubsensor regeneriert; einen Heizenergiemesser, der die Spannungsausgabe basierend auf der Spannung bestimmt, die am Feinstaubsensor anliegt, worin die Spannungsausgabe mit dem Betrieb des Feinstaubsensors im ausgewählten Modus korrespondiert; und ein Schutzrohrdiagnosemodul, das eine Diagnose des Feinstaubsensors durchführt, worin das Schutzrohrdiagnosemodul einen Fehler im Feinstaubsensor basierend auf der Spannungsausgabe selektiv diagnostiziert, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird, und auf einem Regenerationsenergieschwellwert.
Diagnosemodul nach Anspruch 1, worin das Schutzrohrdiagnosemodul den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion auf die Spannungsausgabe diagnostiziert, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird und die unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
Diagnosemodul nach Anspruch 1, darüber hinaus bestehend aus: einem Modul zur Bestimmung der Durchflussrate, das die Durchflussrateneigenschaft der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem des Fahrzeugs strömen, worin das Schutzrohrdiagnosemodul die Diagnose durchführt, wenn die Durchflussrateneigenschaft größer oder gleich eines Mindestdurchflussratenschwellwerts ist.
Diagnosemodul nach Anspruch 1, worin: die Vielzahl an Betriebsmodi einen schützenden Heizmodus umfasst, der Heizenergiemesser die Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist, das Schutzrohrdiagnosemodul den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion darauf diagnostiziert, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt, und die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt, und das Schutzrohrdiagnosemodul den Feinstaubsensor als normal in Reaktion entweder darauf diagnostiziert, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf diagnostiziert, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
Abgasbehandlungssystem eines Fahrzeugs, umfassend: dem Diagnosemodul nach Anspruch 1; einem Feinstaubsensor, der den Feinstaub in den Abgasen misst und ein Heizelement umfasst; einem Temperaturmodusmodul, das eine Temperatur des Feinstaubsensors hin zu einer gewünschten Temperatur steuert; und einem Heizenergiemodul, dass eine Spannung an das Heizelement basierend auf der gewünschten Temperatur anlegt, worin das Temperaturmodul im Regenerationsmodus die Temperatur des Feinstaubsensors hin zu einer Verbrennungstemperatur steuert, und worin: die Vielzahl an Betriebsmodi einen schützenden Heizmodus umfasst, das Temperaturmodul die Temperatur des Feinstaubsensors im schützenden Heizmodus hin zu einem Wert steuert, der größer oder gleich eines Taupunkts ist und die Temperatur des Feinstaubsensors im Regenerationsmodus hin zu einer Verbrennungstemperatur steuert, der Heizenergiemesser die Spannungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als schützender Heizmodus ausgewählt ist und die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist, das Schutzrohrdiagnosemodul den Fehler im Feinstaubsensor als Reaktion darauf diagnostiziert, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt und die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt, und das Schutzrohrdiagnosemodul den Feinstaubsensor als normal in Reaktion entweder darauf diagnostiziert, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf diagnostiziert, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
Diagnosemethode für die Diagnose eines Feinstaubsensors in einem Fahrzeug, wobei die Diagnosemethode umfasst: die Auswahl eines Regenerationsmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi, worin der Regenerationsmodus den Feinstaubsensor regeneriert; die Bestimmung der Spannungsausgabe, basierend auf der Spannung, die am Feinstaubsensor anliegt, worin die Spannungsausgabe mit dem Betrieb des Feinstaubsensors im ausgewählten Modus korrespondiert; und die selektive Diagnose eines Fehlers im Feinstaubsensor, basierend auf der Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird, und auf einem Regenerationsenergieschwellwert.
Diagnosemethode nach Anspruch 6, darüber hinaus umfassend: die Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion auf die Spannungsausgabe, die während des Regenerationsmodus bestimmt wird und die unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
Diagnosemethode nach Anspruch 6, darüber hinaus umfassend: der Bestimmung der Durchflussrateneigenschaft der Abgase, die durch das Abgasbehandlungssystem des Fahrzeugs strömen, worin die selektive Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor durchgeführt wird, wenn die Durchflussrateneigenschaft größer oder gleich eines Mindestdurchflussratenschwellwerts ist.
Diagnosemethode nach Anspruch 6, darüber hinaus umfassend: der Auswahl eines schützenden Heizmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi; der Bestimmung der Spanungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass als Betriebsmodus der schützende Heizmodus ausgewählt ist und die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist; der Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt und die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt; und der Diagnose des Feinstaubsensors als normal in Reaktion entweder darauf, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt.
Diagnosemethode nach Anspruch 6, darüber hinaus umfassend: der Nutzung des Heizelements, das sich im Feinstaubsensor befindet und die Temperatur des Feinstaubsensors zu einer gewünschten Temperatur hin steuert; dem Anlegen einer Spannung an das Heizelement, basierend auf der gewünschten Temperatur, worin die Temperatur des Feinstaubsensors im Regenerationsmodus zu einer Verbrennungstemperatur hin gesteuert wird; der Auswahl eines schützenden Heizmodus für den Feinstaubsensor aus einer Vielzahl von Betriebsmodi; der Bestimmung der Spanungsausgabe als schützende Spannungsausgabe als Reaktion darauf, dass als Betriebsmodus der schützende Heizmodus ausgewählt ist und die Spannungsausgabe als Regnerationsspannungsausgabe als Reaktion darauf bestimmt, dass der Betriebsmodus als Regenerationsmodus ausgewählt ist; der Diagnose des Fehlers im Feinstaubsensor als Reaktion darauf, dass die schützende Spannungsausgabe unter dem schützenden Energieschwellwert liegt und die Regenerationsspannungsausgabe unter dem Regenerationsenergieschwellwert liegt; und der Diagnose des Feinstaubsensors als normal in Reaktion entweder darauf, dass die schützende Spannungsausgabe über dem schützenden Energieschwellwert liegt oder darauf, dass die Regenerationsspannungsausgabe über dem Regenerationsenergieschwellwert liegt, worin die Temperatur des Feinstaubsensors im Regenerationsmodus zu einer Verbrennungstemperatur hin gesteuert wird, und die Temperatur des Feinstaubsensors im schützenden Heizmodus hin zu einem Wert gesteuert wird, der größer oder gleich eines Taupunkts ist.